芯片市场新焦点，巨头进场
在数字时代迅猛发展的背景下，我们的视觉体验正在经历一场革命。尤其是4K、8K和HDR视频的普及，高质量的视频处理技术越来越受到重视。在《互联网巨头都盯上了这颗芯片》一文中，我们谈到谷歌、Meta、字节跳动和腾讯等互联网公司都开始自研起了视频处理芯片（VPU）。2023 年 5 月，Meta发布了其第一款用于视频转码的 ASIC，被称为元可扩展视频处理器 (MSVP)。而在传统芯片巨头英特尔和AMD也躬身入局之后，让视频处理芯片市场再次掀起了波澜。
Meta第一款用于视频转码的ASIC—MSVP
视频处理芯片是专为处理、优化和传输视频数据设计的。它们可以完成各种任务，包括但不限于解码、编码、渲染、缩放和后处理。早期的视频处理芯片主要集中在硬件解码，为DVD播放器和初代流媒体设备提供支持。现代视频处理芯片开始集成AI功能，支持实时内容识别、视频增强和智能编码。
视频市场前景广阔，引起芯片巨头的重视
2023年4月，AMD在发布了一款用于数据中心的新型专用媒体加速器和视频编码卡——Alveo MA35D。这是一款独立的ASIC芯片，其核心是2个视频处理单元 (VPU，Video Processing Unit )，他们基于5nm工艺。所以其性能更加具有针对性，MA35D 是专为数据中心设计的纯视频编码卡。具体而言，Alveo MA35D不仅可以为主流 H.264 和 H.265 编解码器提供超低延迟支持，并具有下一代AV1转码器引擎，可节省高达52%的带宽。而且最多可编码32个1080p流。最大流分辨率从4K增加到8K。
AMD的Alveo MA35D
无独有偶，英特尔也瞄准了VPU这个东西。不过英特尔的VPU是Vision Processing Unit，并没有特别强调是视频处理。而且与AMD的做法不同，英特尔是将VPU集成到其14代酷睿Meteor lake处理器中，这也是英特尔的一贯做法，英特尔近年来正在不断的将很多AI硬件功能集成到大的SoC中去。据digitaltrends的报道，其实早在英特尔的第13代 Raptor Lake 处理器就开始小试牛刀，在少数型号上使用，但14代Meteor lake处理器可能是全面采用。
英特尔的Meteor Lake处理器是英特尔首款具有内置神经VPU的PC平台
AMD的VPU开发主要依托其收购的赛灵思，Alveo MA35D就是赛灵思的后继产品。英特尔的VPU则源自其2017年9月份收购的Movidius的第三代视觉处理单元 (VPU) 设计。据英特尔官方平台介绍，Movidius的VPU专为加速PC上的人工智能工作负载而设计，提高系统响应能力、效率和计算性能，这些都是协作和流媒体中新的高级功能所需的。
多年来，英特尔的CPU+软件的视频解码/编码方案一直主导着流媒体市场，但是随着视频流媒体对高质量视频的需求不断增长，CPU将不再具有经济价值，而且会消耗太多的能耗和空间。此次，英特尔在酷睿中CPU+VPU硬件集成的方式，可以说是很大的一项变革。
另外，根据anandtech对于英特尔这个VPU目的的解读，VPU的设计初衷是为为了在某些特定场景下提供一种更低功耗的AI处理选项：1）对于高性能需求，还是需要集成的GPU来处理，它有大量的算术逻辑单元（ALUs）可以为神经网络背后的矩阵数学提供相对大量的处理能力。2）VPU作为一个专用但低功耗的AI加速器，定位在中间，适用于那些不需要GPU高性能（和其相应的功耗）的持续AI工作负载。3）而CPU仍然是选择简单、低延迟工作负载的处理器，这些工作负载不能等待VPU初始化，或者工作负载的大小不值得这样做。英特尔预计基于人工智能的工作负载将改变PC用户体验。
可以看出，无论是AMD的独立视频流媒体加速器还是英特尔在酷睿中集成了VPU单元，都是对当今流媒体市场所需而做出的应对。
据Bluewave咨询和研究2022年3月对全球视频流媒体市场的分析，2021年该市场的价值为610亿美元，到2028年将达到2130亿美元，这期间的复合年增长率为20%。其中，70%的视频市场是直播，其他30%是按需服务的市场。
来源：AMD
在这个人人都可能成为主播的时代，下一代的直播场景则主要为多对多模式，届时这些主播既是数据源也是接收器，这样的场景也包括连线、直播购物、在线拍卖和社交流媒体等。这样的应用场景也要求对数据的处理更加贴近用户，要求把这样的处理能力转移到网络的边缘。所以视频经济也开始从云来到边缘，因为原来云集中的方式已经不再具有经济效益，所以，这就需要彻底改变基础设施部署模式。
“虽然CPU和GPU仍将是这些设备的关键计算部件，但在一个算法不断进步、新标准不断涌现的世界里，加速这些新兴的和不断变化的工作负载至关重要，我们预见到对自适应计算能力的需求将不断增长。”AMD指出。
在视频处理和图形渲染领域，英伟达一直是领导者，其GeForce系列已经广泛应用于消费级桌面和笔记本电脑中。AMD也已经有Radeon系列，英特尔的集成显卡的方式也被广泛应用于其桌面和移动处理器中。
在数据中心领域，AMD推出专用的流媒体加速器也是嗅到了视频市场的需求。英特尔近年来开始进军独立显卡市场，GPU Flex系列是英特尔打数据中心流媒体市场的一个有力武器，它在视频编解码和功耗上颇占优势。
这些芯片巨头往往瞄准的是桌面、企业级以及数据中心等市场，在手机等终端市场中，则是另一番天地。
手机视频芯片市场的变化
其实不仅是桌面和数据中心，以手机为代表的移动设备早已成为视频及游戏的主要载体，而且伴随着短视频平台的崛起，视频开始逐渐具备内容和社交双重属性，因此手机也逐渐成为视频的主要观看载体之一。在这样的大背景下，消费者对影音娱乐体验需求不断提升，推动手机视频走向高清化、HDR化和高刷新化。
长久以来，在手机市场当中，除了苹果、华为、三星这些手机厂商采用自研或子公司研发的芯片之外，大多数手机厂商都是采用高通、联发科等第三方的手机SoC。这些SoC通常都自带专门的视频处理硬件，包括GPU和专门的视频编解码器。其中，高通使用其自研的Adreno GPU，苹果有自己的自研GPU（早期的苹果主要采用imagination的GPU），而联发科、三星和华为中的某些版本则使用基于ARM的Mali GPU IP。
但近年来，我们看到手机厂商围绕着视频或影像质量的较量愈发激烈，尤其是在高端手机品牌中，影像成为各家手机厂商的独特竞争力之一。移动影像的天花板正在不断被拉高。而从芯片的供应角度来看，有了一些细微变化。
一方面，是像vivo和小米这样的手机厂商早已以视频芯片为自研切入点。vivo是v系列芯片，小米主要是澎湃C1。2023年7月30日，vivo发布了其自研的第三代影像芯片v3，采用6nm制程，能效也有了很大的提升。其多并发AI感知ISP架构和第二代FIT互联系统的结合，不仅降低功耗，提升了算法效果，还能做到V3芯片和SoC的无缝衔接。V3芯片也让手机拍摄4K电影人像视频成为可能，而且还支持4K级拍后编辑功能，这是安卓平台业内首次实现这一功能。对vivo自研芯片感兴趣的读者可以阅读《vivo自研芯片，打的什么算盘？》
另一方面，手机厂商对影像质量的追求，也使得第三方芯片供应商发展迅速。Pixelworks是一家具有20多年历史的为视频应用提供视觉显示ASIC芯片的供应商，早在2004年，其便在中国设立了子公司逐点半导体。随着手机这样的移动设备对视觉体验需求的增加，使得Pixelworks近几年在移动设备领域大放异彩，甚至成为部分手机厂商的一大宣传点。例如最近，一加Ace 2 Pro智能手机不仅采用了高通的第二代骁龙8移动平台，还搭载了逐点半导体的一颗X7专业渲染芯片，在游戏帧率和画质体验上得到了很大的提升。此外，诺基亚、荣耀、vivo、oppo、红米等诸多手机厂商以及不少国内游戏厂商均选择了逐点半导体。随着Pixelworks在手机和游戏产业的影响力持续扩大，其近期开始推出IRX游戏体验品牌为配备其显示芯片的设备提供认证。而从财务数据来看，过去三年，Pixelworks在移动设备部分的营收也有着显著增长。
Pixelworks营收一览
不过，移动端影像芯片独立的第三方厂商还是少数。如上文所述，手机大厂往常的做法通常倾向于将影像处理功能集成到他们的SoC（系统级芯片）中，而不是使用外部的独立影像处理芯片。但是，天下大势，分久必合合久必分。随着手机摄像技术的持续进步，用户对于拍照效果的要求也在逐渐提高，在某些高端或专业需求（如增强现实、虚拟现实、3D扫描等）超出了主流SoC的处理能力，独立的影像芯片会有其独特的价值和位置。
写在最后
不论是独立的ASIC视频芯片、专门的GPU，还是集成在大型SoC中的视频处理芯片，视频芯片市场正展现出多元化的发展趋势。每种方案都有其特定的应用场景和优势，满足了不同设备和用途的需求。从家庭娱乐、在线流媒体到增强现实和虚拟现实，视频处理技术在各个领域都起到了核心的作用。显然，视频芯片已经成为一个不容忽视的重要市场。
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